光纤通道（FC）协议分析

《光纤通道（FC）协议分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、光纤通道（FC）协议分析光纤通道协议（简称FC协议）是美国国际信息技术标准委员会（INCITS）于1998年开始制定一种高速串行通信协议。该协议将快速可靠的通道技术和灵活的、可扩展的网络技术有机融合在一起。FC协议发展至今，已经能够支持很多上层协议和指令集，例如：MIL-STD-1553B、IP、ATM等协议以及HIPPI、IPI、SCSI等指令集。支持光纤和铜缆等多种物理介质。FC协议能够很好地实现全双工、半双工和单工的通信模式。FC协议的基本特点是：灵活的拓扑结构、高带宽、高可靠性、低迟延、开放性。n光纤通道分层结构类似于OSI的七层模型结构和T

2、CP/IP的四层模型结构，FC协议具有五层模型结构。FC-0：接口与媒体层，用来定义物理链路及特性；FC-1：传输协议层，定义了编码/解码方案、字节同步和有序集；FC-2：链路控制层，定义了传送成块数据的规则和机制；FC-3：通用服务层；FC-4：协议映射层，定义高层协议映射到低层协议的方法。nFC-0接口与媒体层研究FC-0接口与媒体层即为光纤通道协议的物理层。该部分主要涉及的是传输介质以及使用的收发器等，即从物理组成方面来定义光纤通道协议的要素。1.光纤通信原理光纤通信采用光纤作为传输介质，光作为信息的载体。它首先要在信号发射端将需要发送的电话、

3、电报、图像和数据等电信号进行光电转换，即将电信号变成光信号，再通过光纤传输到接收方的端口，接收端将接收到的光信号转变成电信号，继而还原成原信号。图3-1为光纤通信系统，可将其分为三个基本组成单元：光发射器、光纤和光接收器。光发射器由将传输信号进行电光变换的转换装置和将光信号送入光纤的传输装置组成。光源是其核心部件，由半导体发光二极管LED或者激光二极管LD组成。光纤在使用系统中一般以光缆的形式存在。光接收器由光检测器、放大电路和具有信号恢复功能的解调电路组成。光发射器和光接收器也称为光端机。在光纤通信系统中还包括大量的有源、无源光器件。2.光收发一体

4、模块的选择所谓的光收发一体模块即是能实现光电、电光转换，具有独立发射驱动和接收放大电路，符合电信传输标准的光电子系统。光收发一体模块从九十年代开始应用以来，各类光通信的系统接口部分都采用其作为核心器件。光收发一体模块（OpticalTransceiverModule）具有结构小、成本低、可靠性高、性能好等优点。图3-2为光收发模块的原理框图。光发射部分使用偏置控制电路给激光源提供偏置电流，数据信号进入高速缓冲器整形后，形成调制电流，激光器输出光信号，完成电光转换和数据发送。调节调制电流和偏置电流可以起到控制光收发模块的消光比和稳定输出功率的作用，此调

5、节电路称之为APC自动控制功率电路。而温度控制电路ATC由制冷器和热敏电阻双向控温，用以稳定模块工作时的光源中心波长。光接收部分主要由PD探测管，前置放大器，主放大器，均衡电路和时钟提取电路组成。PD探测管将接收到的光信号转为电信号，完成光电转换，前置放大器用于降低噪声干扰，提高接收灵敏度。主放大器对信号进行整形放大后，再由判决再生电路和时钟电路将信号还原。光收发一体模块包括的种类有：（1）1x9双工SC，ST连接器光模块（2）RJ45电口小型可插拔模块（3）点对点双向光模块（4）千兆以太网接口转换器（GBIC）模块（5）无源光网PON（G-PON，

6、GE-PON）光模块（6）小型可插拔收发光模块（SFP）（7）10Gb/s光模块（XFP，SFP+）目前应用最为广泛且有着巨大发展潜力的是支持热插拔的SFP模块。故从通用性和升级性考虑，本设计采用SFP封装的光纤收发模块。SFP光模块是一种小封装、可热插拔的光纤收发一体模块。小封装能够提高线路接口模块的端口密度，可插拔性则为用户更换模块提供方便，有利于升级和维护设备。SFP光收发模块采用LC光接口，SFP光收发模块有多模和单模之分，多模SFP主要应用于短距离的数据传输，单模SFP则主要用于中、长传输距离。SFP代表了收发模块发展的方向。而智能SFP光

7、模块，即带有数字诊断功能的SFP光模块，则是各厂商技术升级换代的标志性产品，通过光模块自带的数字诊断功能，可以得到光模块的相关状态，从而为我们对光通信产品的调试、使用以及整个网络的维护提供检测手段和方法。SFP提供的性能检测手段，可以帮助系统管理预测光模块的寿命、隔离系统故障并在现场安装中验证模块的兼容性等等。本课题综合多方面考虑采用多模传输的智能SFP模块，选定AVAGO公司的HFBR-57L5AP，该收发模块兼容光纤通道协议，高速串行信号传输速率可达1.0625Gb/s，工作温度为-10℃～+85℃，传输距离可达550m，且具有能够实时检测功能的

8、数字诊断功能。图3-3为所选用的光纤收发一体模块原理图。TD±与RD±为高速串行信号线，设计时要将其与SER